Американські вчені створили нейропротез із золота і наноплівок, що дозволяє з'єднати декілька нейронів або заблокувати передачу імпульсів між ними, не порушуючи роботу сусідніх нервових клітин, і використовували його для з'єднання м'язів ноги жаби з комп'ютерним мозком, пишеться в статті, опублікованій у журналі Nature Methods.
Група вчених під керівництвом Семуеля Ліна з Гарвардського університету вважає, що їх винахід може стати основою для розробки пристроїв, які повернуть рухливість паралітика і заблокують пошкоджені нейрони в людей, які страждають на епілепсію або хронічними болями.
Енергія та інформація у всіх створених людиною електричних та електронних приладах передається за допомогою електронів. Саме рух електронів називається електричним струмом. Нервові клітини використовують іони металів - зокрема, калій, натрій і кальцій - для передачі електричних імпульсів. Тому, стимулювання нейронів за допомогою "несумісного" з ними електричного струму найчастіше завдає шкоди клітині та створює "помилкові" сигнали в сусідніх нервових закінченнях.
Нервовий протез Ліна і його колег складається з декількох золотих наноелектродов і набору спеціальних мембран, які пропускають тільки деякі види іонів.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ: У США собаці біонічні протези замінили всі лапи
Ключовий елемент цього приладу - наноплівка з мембран - слугує своєрідним електрохімічним насосом, який всмоктує або виштовхує іони з простору між мембраною і тілом нервової клітини при пропущенні струму надмалій сили через рідину, навколишнє нейрони.
Дослідники перевірили свій винахід, з'єднавши сідничний нерв у нозі американської жаби-бика (Rana catesbeiana) з електричним "мозком". Учені змінювали концентрацію іонів кальцію у закінченні нейрона, стимулювали його слабкими імпульсами струму і заміряли силу скорочень м'яза, до якого був підключений сідничний нерв.
Потім Лін і його колеги пристосували свій "протез" для блокування сигналу. Вони підключили до середини сідничного нерва з першого експерименту другий пристрій, в якому полярність електродів була змінена на зворотну.
З іншого боку, експеримент показав, що такі "протези" все ж працюють - через п'ять хвилин після включення насоса скорочення м'язів було повністю заблоковане при силі імпульсів, яка не перевищувала 30 мікроампер. З іншого боку, відновлення роботи нерва вимагає його "очищення" від іонів калію або натрію протягом декількох хвилин, що неприпустимо для практичного застосування таких "протезів".
Учені вважають, що їхня технологія може стати основою для створення безпечних нейронних протезів, проте спочатку потрібно випробувати такі пристрої на нервових клітинах ссавців і вивчити їхню роботу в складі живих тканин.
3 
1
Коментарі